JP7275669B2 - マスク生成装置、3次元再構成像生成装置、マスク生成方法、及びプログラム - Google Patents
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Description
本開示の一実施形態によると、複数の断層画像を取得する画像取得手段と、断層画像毎に、各画素の信号値に基づいて被写体領域を算出する被写体領域算出手段と、断層画像毎に、算出された被写体領域の外郭を所定の幾何形状で近似し、当該幾何形状のパラメータを算出する被写体形状算出手段と、断層画像毎に、断層画像の各画素が前記幾何形状の内部か外部のいずれに含まれるかを定義したマスク値を算出し、各画素に対するマスク値を保持するマスクデータを生成するマスクデータ生成手段と、を備え、前記被写体領域算出手段は、前記被写体領域として、信号値が所定の閾値より大きい画素が存在する領域の最外側を囲う矩形領域である第1の矩形領域を算出する、マスク生成装置が提供される。
本開示の一実施形態によると、複数の断層画像を取得する画像取得手段と、断層画像毎に、各画素の信号値に基づいて被写体領域を算出する被写体領域算出手段と、断層画像毎に、算出された被写体領域の外郭を所定の幾何形状で近似し、当該幾何形状のパラメータを算出する被写体形状算出手段と、断層画像毎に、断層画像の各画素が前記幾何形状の内部か外部のいずれに含まれるかを定義したマスク値を算出し、各画素に対するマスク値を保持するマスクデータを生成するマスクデータ生成手段と、を備え、前記被写体領域算出手段は、前記被写体領域として、信号値が所定の閾値より大きい画素が存在する領域の最外側を囲う矩形領域である第1の矩形領域の内部に定義される第2の矩形領域を算出する、マスク生成装置が提供される。
本開示の一実施形態によると、複数の断層画像を取得する画像取得手段と、断層画像毎に、各画素の信号値に基づいて被写体領域を算出する被写体領域算出手段と、断層画像毎に、算出された被写体領域の外郭を所定の幾何形状で近似し、当該幾何形状のパラメータを算出する被写体形状算出手段と、断層画像毎に、断層画像の各画素が前記幾何形状の内部か外部のいずれに含まれるかを定義したマスク値を算出し、各画素に対するマスク値を保持するマスクデータを生成するマスクデータ生成手段と、断層画像毎に、前記被写体領域算出手段により算出された被写体領域の縦方向のサイズと横方向のサイズの比率に応じた補正方法により該被写体領域を補正する被写体領域補正手段と、を備えるマスク生成装置が提供される。
図1は、マスク生成装置1の機能構成を示す図である。図に示すように、マスク生成装置1は、画像取得部21、描画重みテーブル作成部22、マスクデータ生成部23を備える。
-32768≦Do(x、y、z)≦32767
0≦x≦Sx-1、0≦y≦Sy-1、0≦z≦Sz-1
解像度:Rxy、解像度Rz
0≦Do(x、y、z)≦255
0≦x≦Sx-1、0≦y≦Sy-1、0≦z≦Sz-1
0≦Sv(x、y、z)≦1
0≦x≦Sx-1、0≦y≦Sy-1、0≦z≦Sz-1
Mask(x、y、z)= 0(非描画)または1(描画)
0≦x≦Sx-1、0≦y≦Sy-1、0≦z≦Sz-1
図2は、本実施の形態におけるマスク生成装置1のハードウェア構成を示すブロック図である。図に示すように、マスク生成装置1は、制御部11、記憶部12、メディア入出力部13、通信制御部14、入力部15、表示部16、周辺機器I/F部17等が、バス18を介して接続される汎用のコンピュータで実現される。但し、これに限ることなく、用途、目的に応じて様々な構成を採ることが可能である。
表示部16は、液晶パネル等のディスプレイ装置、ディスプレイ装置と連携してコンピュータのビデオ機能を実現するための論理回路等(ビデオアダプタ等)を有する。なお、入力部15及び表示部16は、タッチパネルディスプレイのように、一体となっていてもよい。
図3のフローチャートを参照しながら、マスク生成装置1の動作について説明する。
図4~図16を参照しながら、図3のステップS2において実行される描画重みテーブルSvを作成する処理を説明する。
図4は、描画重みテーブルSvを作成する処理の流れを示すフローチャートである。
制御部11は、まず、断層画像Do(z)毎に、断層画像Do(z)の各画素の信号値に基づいて、被写体領域として、矩形領域41(第1の矩形領域)または矩形領域42(第2の矩形領域)を算出する(ステップS21)。
図6は、被写体領域(矩形領域42)を算出する処理の流れを示すフローチャートである。なお、断層画像Do(z)の各画素の信号値が16ビットの場合は、あらかじめ、以下のように8ビットの信号値に変換しておく。
D8(x、y、z)={Do(x、y、z)+700}・255/1724
ただし、D8(x、y、z)<0の場合はD8(x、y、z)=0、D8(x、y、z)>255の場合はD8(x、y、z)=255とする。
w={D8(x、y、z)-Vmin}2として、
Cx(z)←Cx(z)+x・w
Cy(z)←Cy(z)+y・w
Ws←Ws+w
Cx(z)=Cx(z)/Ws
Cy(z)=Cy(z)/Ws
以上のように、被写体候補領域50の画素の信号値で重み付けした重心座標を求め、この重心座標を矩形領域42の中心座標(Cx(z)、Cy(z))として算出する。
制御部11は、まず、各第2重心座標に対する重みの総和をWx1、Wx2、Wy1、Wy2とし、Gx1=Gx2=Gy1=Gy2=Wx1=Wx2=Wy1=Wy2=0に初期化する。
w={D8(x、y、z)-Vmin}2として、
x<Cx(z)の場合、Gx1←Gx1+x・w、Wx1←Wx1+w
x≧Cx(z)の場合、Gx2←Gx2+x・w、Wx2←Wx2+w
y<Cy(z)の場合、Gy1←Gy1+y・w、Wy1←Wy1+w
y≧Cy(z)の場合、Gy2←Gy2+y・w、Wy2←Wy2+w
Gx1=Gx1/Wx1
Gx2=Gx2/Wx2
Gy1=Gy1/Wy1
Gy2=Gy2/Wy2
制御部11は、まず、各第3重心座標に対する重みの総和をWx1、Wx2、Wy1、Wy2とし、Gtx1=Gtx2=Gty1=Gty2=Wx1=Wx2=Wy1=Wy2=0に初期化する。
w={D8(x、y、z)-Vmin}2として、
x<Gx1の場合、Gtx1←Gtx1+x・w、Wx1←Wx1+w
x>Gx2の場合、Gtx2←Gtx2+x・w、Wx2←Wx2+w
y<Gy1の場合、Gty1←Gty1+y・w、Wy1←Wy1+w
y>Gy2の場合、Gty2←Gty2+y・w、Wy2←Wy2+w
Gtx1=Gtx1/Wx1
Gtx2=Gtx2/Wx2
Gty1=Gty1/Wy1
Gty2=Gty2/Wy2
横方向のサイズ:W(z)=Gtx2-Gtx1
縦方向のサイズ:H(z)=Gty2-Gty1
第1の横方向のサイズ:W1(z)=Cx(z)-Gtx1
第2の横方向のサイズ:W2(z)=Gtx2-Cx(z)
第1の縦方向のサイズ:H1(z)=Cy(z)-Gty1
第2の縦方向のサイズ:H2(z)=Gty2-Cy(z)
ところで、胸部CTの場合、矩形領域42の縦横サイズを中心点から上下左右方向の第2重心や第3重心で算出する方法をとると、骨領域内の臓器の信号値分布によっては、矩形領域42が骨領域を除去し骨領域内の臓器等を可視化するのに適したサイズとならない場合がある。
図13は、上記補正を上胸部に適用した場合を示す。図に示すように、上胸部は骨領域に囲まれた形態ではなく、高信号の骨領域が単独で分布している。そのため、矩形領域42に対する被写体候補領域50の面積比率が腹部並みに大きくなってしまい、腹部と同様に拡大補正されてしまう。しかしながら、上胸部は非描画対象である骨領域が大半を占めるため、上胸部領域において矩形領域42(被写体領域)が拡大されることは望ましくない。
制御部11は、まず、以下のように、矩形領域42の縦横比率Rvhを算出する(ステップS41)。
縦横比率Rvh=H(z)/W(z)
横方向のサイズ:W(z)=W(z)・Rvh
縦方向のサイズ:H(z)=H(z)・Rvh
第1の横方向のサイズ:W1(z)=W1(z)・Rvh
第2の横方向のサイズ:W2(z)=W2(z)・Rvh
第1の縦方向のサイズ:H1(z)=H1(z)・Rvh
第2の縦方向のサイズ:H2(z)=H2(z)・Rvh
胸部または腹部であると判断し、まず、断層画像D8(x、y、z)の各画素(x、y)(0≦x≦Sx-1、0≦y≦Sy-1)に対して、D8(x、y、z)>Vmin(例えば、Vmin=10)を満たす画素数をカウントし、カウント値Cobjを被写体候補領域50の面積として算出する(ステップS44)。
Robj=Cobj/(H(z)・W(z))
横方向のサイズ:W(z)=W(z)・Rox
縦方向のサイズ:H(z)=H(z)・Roy
第1の横方向のサイズ:W1(z)=W1(z)・Rox
第2の横方向のサイズ:W2(z)=W2(z)・Rox
第1の縦方向のサイズ:H1(z)=H1(z)・Roy
第2の縦方向のサイズ:H2(z)=H2(z)・Roy
続いて、制御部11は、断層画像Do(z)毎に、ステップS21において算出された被写体領域(矩形領域42)、またはステップS22において補正された被写体領域(矩形領域42)の外郭を所定の幾何形状(被写体形状)で近似し、当該幾何形状を規定するパラメータ(幾何パラメータP(z))を算出する(ステップS23)。
(領域1)x<Cx(z)かつy<Cy(z)
(領域2)x≧Cx(z)かつy<Cy(z)
(領域3)x<Cx(z)かつy≧Cy(z)
(領域4)x≧Cx(z)かつy≧Cy(z)
(領域1における楕円パラメータP1(z))
楕円の中心座標Cx(z)、Cy(z)
楕円の横方向の2分割サイズrx1=W1(z)・a1(横径)
楕円の縦方向の2分割サイズry1=H1(z)・b1(縦径)
(領域2における楕円パラメータP2(z))
楕円の中心座標Cx(z)、Cy(z)
楕円の横方向の2分割サイズrx2=W2(z)・a2(横径)
楕円の縦方向の2分割サイズry1=H1(z)・b1(縦径)
(領域3における楕円パラメータP3(z))
楕円の中心座標Cx(z)、Cy(z)
楕円の横方向の2分割サイズrx1=W1(z)・a1(横径)
楕円の縦方向の2分割サイズry2=H2(z)・b2(縦径)
(領域4における楕円パラメータP4(z))
楕円の中心座標Cx(z)、Cy(z)
楕円の横方向の2分割サイズrx2=W2(z)・a2(横径)
楕円の縦方向の2分割サイズry2=H2(z)・b2(縦径)
・胸部CTの場合:a1=a2=0.95、b1=1.05、b2=0.55
・頭部CTの場合:a1=a2=1.15、b1=1.2、b2=1.25
そして、制御部11は、断層画像Do(z)毎に、ステップS23において算出された変形楕円の幾何パラメータP(z)(楕円パラメータP1(z)~P4(z))に基づいて各画素(x、y、z)を描画対象とする重み値Sv(x、y、z)を算出し、描画重みテーブルSvを作成する(ステップS24)。
例えば、z番目の断層画像Do(z)の各画素(x、y、z)の重み値Sv(x、y、z)は、以下のように算出される。
Sv(x、y、z)=Svxy(x、y、z)・Svz(z)
(0≦Sv(x、y、z)、Svxy(x、y、z)、Svz(z)≦1)
Svxy=1-k・r(x、y、z)
(領域1)x<Cx(z)かつy<Cy(z)の場合:
r(x、y、z)={(x-Cx(z))/rx1}2+{(y-Cy(z))/ry1}2
(領域2)x≧Cx(z)かつy<Cy(z)の場合:
r(x、y、z)={(x-Cx(z))/rx2}2+{(y-Cy(z))/ry1}2
(領域3)x<Cx(z)かつy≧Cy(z)の場合:
r(x、y、z)={(x-Cx(z))/rx1}2+{(y-Cy(z))/ry2}2
(領域4)x≧Cx(z)かつy≧Cy(z)の場合:
r(x、y、z)={(x-Cx(z))/rx2}2+{(y-Cy(z))/ry2}2
Svz(z)=1.0-kz・{(z-Sz/2)/rz}2
rz=Sz・c/2
図17のフローチャートを参照しながら、図3のステップS3において実行されるマスクデータMaskを生成する処理を説明する。
図17の処理は全ての画素(x、y、z)に対して実行される。
図18の処理は全ての画素(x、y、z)に対して実行される。
制御部11は、まず、各画素の8ビットの信号値D8(x、y、z)に描画重みテーブルSvから取得した重み値Sv(x、y、z)を乗算して信号値を補正する(D8’ (x、y、z)=D8(x、y、z)・Sv(x、y、z)、ステップS61)。
前述した図3のステップS2およびステップS3の処理(描画重みテーブル作成処理およびマスクデータ作成処理)は、図19に示すように、断層画像群Doの処理領域をZ軸方向に等分割(図の例では4分割)したうえで、各処理領域(Do1~Do4)ごとに並行して実行することが望ましい。これにより、高速にマスクデータMaskを生成することができる。
これにより、被写体領域の外郭を近似した幾何形状に基づいて所望の領域を可視化するためのマスクデータを容易に作成することが可能となる。
さらに、被写体領域(矩形領域42)の外郭を、胸骨側と椎骨側で楕円の径を変えることが可能な変形楕円で近似することで(図16参照)、肋骨、胸骨を含む骨領域が的確に除去され、肺、心臓、血管、肝臓、腎臓などの診断上重要な内臓領域等が良好に可視化されるマスクデータを生成することができる。
以降、生成されたマスクデータMaskの適用例として、マスクデータMaskを用いて3次元再構成像を生成する処理を説明する。
図21は、3次元再構成像を生成する3次元再構成像生成装置2が実行する再構成像生成処理の概要を示す図である。図に示すように、3次元再構成像生成装置2は、複数の断層画像(図の例は、512×512ピクセルの370枚の胸部CT画像)に基づいてマスクデータMaskを用いた再構成像生成処理を実行し、所定の視点から被検体を観察したボリュームレンダリング画像、MIP(Maximum Intensity Projection)画像、MPR(Multi-Planar
Reconstruction)画像などの3次元再構成像を生成する。
図22は、3次元再構成像生成装置2の機能構成を示す図である。図に示すように、3次元再構成像生成装置2は、画像取得部21、描画重みテーブル作成部22、マスクデータ生成部23、クリッピング領域設定部24、有効ボクセル領域算出部25、3次元再構成像生成部26、3次元再構成像表示部27を備える。画像取得部21、描画重みテーブル作成部22(被写体領域算出部31、被写体領域補正部32、被写体形状算出部33、重み値算出部34)、マスクデータ生成部23は、図1のマスク生成装置1の機能構成と同様であるため、説明を省略する。
X軸方向ROI:Xs-Xe
Y軸方向ROI:Ys-Ye
Z軸方向ROI:Zs-Ze
尚、クリッピング領域を設定しない場合は、Xs=0、Xe=Sx-1、Ys=0、Ye=Sy-1、Zs=0、Ze=Sz-1となる。
X軸方向ROI:Xis-Xie
Y軸方向ROI:Yis-Yie
Z軸方向ROI:Zis-Zie
0≦Cmap(v、n)≦255
-32768≦v≦32767
n=0(R)、1(G)、2(B)、3(α)
0≦Cmap(v、n)≦255
0≦v≦255
n=0(R)、1(G)、2(B)、3(α)
0≦ImageVR(x、y、n)≦255
0≦x≦Size-1、0≦y≦Size-1
n=0(R)、1(G)、2(B)
0≦ImageMIP(x、y)≦255
0≦x≦Size-1、0≦y≦Size-1
図23は、3次元再構成像生成装置2のハードウェア構成を示す図である。図に示すように、3次元再構成像生成装置2は、制御部11、記憶部12、メディア入出力部13、通信制御部14、入力部15、表示部16、周辺機器I/F部17等が、バス18を介して接続される汎用のコンピュータで実現される。各構成は図2と同様であるため、記載を省略する。
図24のフローチャートを参照しながら、3次元再構成像生成装置2の全体の動作について説明する。
Do(x、y、z)
=(Do(x、y、z)-Lmin)・255/(Lmax-Lmin)
但し、Do(x、y、z)>255の場合はDo(x、y、z)=255、Do(x、y、z)<0の場合はDo(x、y、z)=0に飽和させる。
図25~図33を参照しながら、ボリュームレンダリング画像を生成する処理を説明する。
制御部11は、ユーザからカラーマップCmapの設定を受け付ける(ステップS81)。ここで、断層画像群Doの信号値が16ビットの場合((式1)参照)は、16ビット対応のカラーマップCmap((式24)参照)を設定し、断層画像群Doの信号値が8ビットに圧縮されている場合((式2)参照)は、8ビット対応のカラーマップCmap((式25)参照)を設定する。
まず、制御部11は、座標変換パラメータを設定する(ステップS91)。本開示では、後述するレイキャスティング処理(ステップS93、図28)で、視点座標系の各3次元座標毎にボクセルを参照するため、逐次座標変換を行う方法をとる。そのため、制御部11は、以下のように、各座標変換処理に共通する座標変換パラメータを事前に設定・算出しておく。
回転パラメータ行列R:
R=[R11 R12 R13;
R21 R22 R23;
R31 R32 R33]
(ボクセル座標系から視点座標系への座標変換を行うための3×3の行列の逆行列、GUI側はボクセル座標系から視点座標系への座標変換を指示するが、レンダリング側は視点座標系からボクセル座標系に座標変換を行う。)
XYZ軸方向のオフセット:
Xoff、Yoff、Zoff(2次元画面上で指定するため、通常Zoff=0)
クリッピング領域:
X軸方向ROI:Xs-Xe
Y軸方向ROI:Ys-Ye
Z軸方向ROI:Zs-Ze
有効ボクセル領域(外接直方体領域):
X軸方向ROI:Xis-Xie
Y軸方向ROI:Yis-Yie
Z軸方向ROI:Zis―Zie
拡大縮小倍率Scale(XYZ軸方向で同一)
X軸方向変倍率:Scx、Y軸方向変倍率:Scy、Z軸方向変倍率Scz
座標変換サブサンプル・オフセット:X軸方向dx、Y軸方向dy、Z軸方向dz
生成するボリュームレンダリング画像のサイズ:Size(XY軸方向で同一)
仮想光線のサブサンプリング倍率:Sray(通常は1で、値が1より大きいと粗くなり、1未満だと高精細になる。ボリュームレンダリング画像を生成する場合はSray=1、MIP画像を生成する場合はSray=2などに設定する。)
そして、GUIの指示に従い、X軸中心回転Rx、Y軸中心回転Ry、Z軸中心回転Rz(角度単位:ラジアン)のいずれかを逐次指定し、以下のように、各々回転行列Aを生成して回転パラメータ行列Rに右から乗算して、回転パラメータ行列Rを更新する。これにより、GUIの指示により生成されるボクセル座標系から視点座標系への回転行列の逆行列が算出される。
A=[A11 A12 A13;
A21 A22 A23;
A31 A32 A33]
とすると、
X軸中心回転Rxの場合の回転行列Aの各要素は、
A11=1、A12=0、A13=0
A21=0、A22=cosRx、A23=sinRx
A31=0、A32=sinRx、A33=cosRx
Y軸中心回転Ryの場合の回転行列Aの各要素は、
A11=cosRy、A12=0、A13=sinRy
A21=0、A22=1、A23=0
A31=-sinRy、A32=0、A33=cosRy
Z軸中心回転Rzの場合の回転行列Aの各要素は、
A11=cosRz、A12=sinRz、A13=0
A21=-sinRz、A22=cosRz、A23=0
A31=0、A32=0、A33=1
となる。
回転パラメータ行列Rは、R←R×Aと更新される。
そして、制御部11は、レイキャスティング処理(各座標(x、y)毎に色値を算出する処理)を実行する(ステップS93)。
図28のフローチャートを参照して、レイキャスティング処理について説明する。
制御部11は、まず、生成する24ビット(RGB)のボリュームレンダリング画像ImageVR(x、y、n)の初期値を全て0に設定する(ImageVR(x、y、n)=0、n=0(R)、1(G)、2(B))。そして、サブサンプル回数Lとして、各2次元座標(x、y)(0≦x≦Size-1、0≦y≦Size-1)に対して、以下の処理を実行する。
Alpha’=1-(1-Alpha)1/Sray
と補正し、
累積輝度を、
Energy(n)=Energy(n)+Trans/Alpha・Vc(n)/255
透過光強度を、
Trans=Trans・(1.0-Alpha)
と更新する(ステップS109)。
ImageVR(x、y、n)=ImageVR(x、y、n)+k・Energy(n)・Light(n)/L
ここで、kは強度倍率であり、初期値はk=1.0に設定されている。
すなわち、全画素のRGB値が算出されるまで(ステップS112;x≧Size、かつ、ステップS113;y>Size)、ステップS102~S111の処理を繰り返す。
制御部11は、処理回数をl←l+1に更新し、サブサンプル・オフセット値をdx←dx+1/L、dy←dy+1/L、dz←dz+1/Lに更新する(ステップS94)。制御部11は、処理回数lがl>L-1を満たすまで(ステップS94;l>L-1)、ステップS93のレイキャスティング処理を繰り返す。レイキャスティング処理が終了すると、制御部11は、生成したボリュームレンダリング画像ImageVRを出力する(ステップS95)。
図28のステップS103において実行される有効ボクセル領域Vrと仮想光線との交点のZ座標(Zc)を算出する処理について説明する。
制御部11は、図29に示すように、視点座標系における視点座標(x、y、Zo)および下限座標(x、y、0)に対して各々座標変換を行い、ボクセル座標系における視点座標(x1、y1、z1)および下限座標(x2、y2、z2)を求め、視線ベクトル(vx、vy、vz)の各要素を次のように算出する。
vy=y2-y1
vz=z2-z1
制御部11は、tx=ty=tz=10と初期化し、
1)|vx|≧1の場合、tx1=(Xis-x1)/vx、tx2=(Xie-x1)/vxを算出し、いずれか小さい方をtxに設定する。
2)|vy|≧1の場合、ty1=(Yis-y1)/vy、ty2=(Yie-y1)/vyを算出し、いずれか小さい方をtyに設定する。
3)|vz|≧1の場合、tz1=(Zis-z1)/vz、tz2=(Zie-z1)/vzを算出し、いずれか小さい方をtzに設定する。
制御部11は、視点座標系における交点座標ZcをZc=-1と初期化し、
1)tx≦1の場合
Y=vy・tx+y1、Z=vz・tx+z1を算出する。
Yis≦Y≦YieかつZis≦Z≦Zieの場合(ボクセル座標系における交点が有効ボクセル領域Vr内に存在する場合)、対応する視点座標系における交点Z2=Zo・(1-tx)を算出し、Z2>ZcならばZc=Z2に置換する。
2)ty≦1の場合
X=vx・ty+x1、Z=vz・ty+z1を算出する。
Xis≦X≦XieかつZis≦Z≦Zieの場合(ボクセル座標系における交点が有効ボクセル領域Vr内に存在する場合)、対応する視点座標系における交点Z2=Zo・(1-ty)を算出し、Z2>ZcならばZc=Z2に置換する。
3)tz≦1の場合
X=vx・tz+x1、Y=vy・tz+y1を算出する。
Xis≦X≦XieかつYis≦Y≦Yieの場合(ボクセル座標系における交点が有効ボクセル領域Vr内に存在する場合)、対応する視点座標系における交点Z2=Zo・(1-tz)を算出し、Z2>ZcならばZc=Z2に置換する。
tx、ty、tzは負値をとる場合があり、その場合は交点が視点より手前になる。制御部11は、Zc>Zoの場合、Zc=Zoに補正する。すなわち、図30のように、視点座標系における交点座標が視点より手前(不可視領域)に算出された場合、当該交点座標を視点位置に補正する。
図31のフローチャートを参照して、図28のステップS105において実行される、起点座標zを探索する処理について説明する。
図32のフローチャートを参照して、起点座標探索処理(図31)のステップS122およびステップS127において実行される、ボクセルのα値を取得する処理について説明する。
xx=x-Size/2+dx+Xoff
yy=y-Size/2+dy+Yoff
zz=z・Sray-Size/2+dz+Zoff
xx’=R11・xx+R12・yy+R13・zz
yy’=R21・xx+R22・yy+R23・zz
zz’=R31・xx+R32・yy+R33・zz
回転処理後の(xx’、yy’、zz’)を(xx、yy、zz)とする。
xr=xx/Scale/Scx+Sx/2
yr=yy/Scale/Scy+Sy/2
zr=zz/Scale/Scz+Sz/2
xi=INT[xr+0.5]
yi=INT[yr+0.5]
zi=INT[zr+0.5]
1)xi<Xis、xi>Xie、yi<Yis、yi>Yie、zi<Zis、又はzi>Zieのいずれかを満たす場合(有効ボクセル領域Vr外の場合)
α=-1
2)上記1)を満たさない場合
α=Cmap(Do(xi、yi、zi)、3)・Mask(xi、yi、zi)
レイキャスティング処理(図28)のステップS106、S108において実行される、ボクセルα値(Vα)、ボクセルRGB値を取得する処理を説明する。
図33は、ボクセルα値を取得する処理を示すフローチャートである。
1)xi<Xis、xi>Xie、yi<Yis、yi>Yie、zi<Zis、又はzi>Zieのいずれかを満たす場合(有効ボクセル領域Vr外)
D000=-32769(無効の値)
2)上記1)の条件を満たさない場合において、xi+1>Xie、yi+1>Yie、又はzi+1>Zieのいずれかを満たす場合(中央ボクセルを抽出)
D000=Do(xi、yi、zi)
3)上記1)2)の条件を満たさない場合(8近傍ボクセルの信号値を抽出)
D000=Do(xi、yi、zi)
D100=Do(xi+1、yi、zi)
D010=Do(xi、yi+1、zi)
D110=Do(xi+1、yi+1、zi)
D001=Do(xi、yi、zi+1)
D101=Do(xi+1、yi、zi+1)
D011=Do(xi、yi+1、zi+1)
D111=Do(xi+1、yi+1、zi+1)
1)xi<Xis、xi>Xie、yi<Yis、yi>Yie、zi<Zis、又はzi>Zieのいずれかを満たす場合(有効ボクセル領域Vr外)
S000=0
2)上記1)の条件を満たさない場合において、xi+1>Xie、yi+1>Yie、又はzi+1>Zieのいずれかを満たす場合(中央ボクセルのマスク値を設定)
S000=Mask(xi、yi、zi)
3)上記1)2)の条件を満たさない場合(8近傍ボクセルのマスク値を設定)
S000=Mask(xi、yi、zi)
S100=Mask(xi+1、yi、zi)
S010=Mask(xi、yi+1、zi)
S110=Mask(xi+1、yi+1、zi)
S001=Mask(xi、yi、zi+1)
S101=Mask(xi+1、yi、zi+1)
S011=Mask(xi、yi+1、zi+1)
S111=Mask(xi+1、yi+1、zi+1)
1)xi<Xis、xi>Xie、yi<Yis、yi>Yie、zi<Zis、又はzi>Zieのいずれかを満たす場合(有効ボクセル領域Vr外)
Vα=-1
2)上記1)の条件を満たさず、xi=Xis、xi=Xie、yi=Yis、yi=Yie、zi=Zis、又はzi=Zieのいずれかを満たす場合(有効ボクセル領域Vrの境界面)
Vα=0
3)上記1)2)の条件を満たさず、xi+1>Xie、yi+1>Yie、又はzi+1>Zieのいずれかを満たす場合(補間しない)
Vα=Cmap(D000、3)・S000
4)上記1)2)3)の条件を満たさない場合(補間する)
Vα=(1-wz)(1-wy)(1-wx)・Cmap(D000、3)・S000+(1-wz)(1-wy)・wx・Cmap(D100、3)・S100+(1-wz)・wy・(1-wx)・Cmap(D010、3)・S010+(1-wz)・wy・wx・Cmap(D110、3)・S110+wz・(1-wy)(1-wx)・Cmap(D001、3)・S001+wz・(1-wy)・wx・Cmap(D101、3)・S101+wz・wy・(1-wx)・Cmap(D011、3)・S011+wz・wy・wx・Cmap(D111、3)・S111
制御部11は、ステップS143において抽出した補間対象ボクセルの信号値に基づいて、視点座標系の3次元座標値(x、y、z)(整数値)に対応するボクセルRGB値(Vc(n))(0≦n≦2)を以下のように取得する。なお、RGB値を取得する場合には、S000、S100、・・・、S111を乗算するマスク処理を行わない。これにより、マスク境界面でのモアレの発生を抑制する。
1)xi<Xis、xi>Xie、yi<Yis、yi>Yie、zi<Zis、又はzi>Zieのいずれかを満たす場合(有効ボクセル領域Vr外)
Vc(n)=0 (0≦n≦2)
2)上記1)の条件を満たさず、xi+1>Xie、yi+1>Yie、又はzi+1>Zieのいずれかを満たす場合(補間しない)
Vc(n)=Cmap(D000、n) (0≦n≦2)
3)上記1)2)の条件を満たさない場合(補間する)
Vc(n)=(1-wz)(1-wy)(1-wx)・Cmap(D000、n)+(1-wz)(1-wy)・wx・Cmap(D100、n)+(1-wz)・wy・(1-wx)・Cmap(D010、n)+(1-wz)・wy・wx・Cmap(D110、n)+wz・(1-wy)(1-wx)・Cmap(D001、n)+wz・(1-wy)・wx・Cmap(D101、n)+wz・wy・(1-wx)・Cmap(D011、n)+wz・wy・wx・Cmap(D111、n) (0≦n≦2)
制御部11は、必要に応じて、次のように陰影計算を行ってもよい。
まず、光源ベクトル(Lx、Ly、Lz)(単位ベクトル)を設定する。例えば、(Lx、Ly、Lz)=(0.57735、0.57735、0.57735)と設定する。また、環境光成分Ab(0≦Ab≦1、例えばAb=0.2)を設定する。
V100=Cmap(Do(xi+1、yi、zi)、3)・Mask(xi+1、yi、zi)
V200=Cmap(Do(xi-1、yi、zi)、3)・Mask(xi-1、yi、zi)
V010=Cmap(Do(xi、yi+1、zi)、3)・Mask(xi、yi+1、zi)
V020=Cmap(Do(xi、yi-1、zi)、3)・Mask(xi、yi-1、zi)
V001=Cmap(Do(xi、yi、zi+1)、3)・Mask(xi、yi、zi+1)
V002=Cmap(Do(xi、yi、zi-1)、3)・Mask(xi、yi、zi-1)
Gx=(V100-V200)・Scx
Gy=(V010-V020)・Scy
Gz=(V001-V002)・Scz
G={Gx2+Gy2+Gz2}1/2
S=(1-Ab)|Gx・Lx+Gy・Ly+Gz・Lz|/G+Ab
Vc’(n)=S・Vc(n)
次に、図34~図40を参照しながら、MIP画像を生成する処理を説明する。
まず、制御部11は、座標変換パラメータを設定する(ステップS171)。座標変換パラメータの設定は、前記した図27のステップS91と同様である。
図37のフローチャートを参照して、レイキャスティング処理について説明する。生成するMIP画像ImageMIP(x、y)は断層画像群Doの階調に基づいてモノクロ8ビットまたは16ビットの値をもつが、図24のステップS71において断層画像群Doに対する階調圧縮処理を施さない場合が多く、その場合はモノクロ16ビットになる。以下、モノクロ(16ビット)のMIP画像ImageMIP(x、y)を生成する場合について説明する。
mode=0(MIP):Vm=-32768(最小値を設定)
mode=1(MinIP):Vm=32767(最大値を設定)
mode=2(RaySum):Vm=0、cnt=0
mode=0(MIP mode):
Vs>VmならばVm=Vs
mode=1(MinIP mode):
Vs<VmならばVm=Vs
mode=2(RaySum mode):
Vm←Vm+Vs、cnt←cnt+1
すなわち、画素領域の全画素の代表信号値Vmが得られるまで(ステップS192;x≧Size、かつ、ステップS193;y>Size)、ステップS182~S191の処理を繰り返す。
制御部11は、ステップS172において生成したMIP画像ImageMIPを出力する(ステップS173)。
図38のフローチャートを参照して、図37のステップS184において実行される、起点座標を探索する処理について説明する。
図39のフローチャートを参照して、起点座標探索処理(図38)のステップS202において実行される、ボクセル信号値Vsを取得する処理について説明する。
1)xi<Xis、xi>Xie、yi<Yis、yi>Yie、zi<Zis、又はzi>Zieのいずれかを満たす場合(有効ボクセル領域Vr外の場合)
Vs=-32769
2)上記1)を満たさず、Mask(x、y、z)=0の場合(無効値)
Vs=-99999
3)上記1)2)を満たさない場合(有効値)
Vs=Do(xi、yi、zi)
図40のフローチャートを参照して、レイキャスティング処理(図37)のステップS185において実行される、ボクセル信号値Vsを取得する処理を説明する。
1)xi<Xis、xi>Xie、yi<Yis、yi>Yie、zi<Zis、又はzi>Zieのいずれかを満たす場合(有効ボクセル領域Vr外)
D000=-32769(無効の値)
2)上記1)の条件を満たさない場合において、xi+1>Xie、yi+1>Yie、又はzi+1>Zieのいずれかを満たす場合(中央ボクセルを抽出)
D000=Do(xi、yi、zi)
3)上記1)2)の条件を満たさない場合(8近傍ボクセルの信号値を抽出)
D000=Do(xi、yi、zi)
D100=Do(xi+1、yi、zi)
D010=Do(xi、yi+1、zi)
D110=Do(xi+1、yi+1、zi)
D001=Do(xi、yi、zi+1)
D101=Do(xi+1、yi、zi+1)
D011=Do(xi、yi+1、zi+1)
D111=Do(xi+1、yi+1、zi+1)
1)1)xi<Xis、xi>Xie、yi<Yis、yi>Yie、zi<Zis、又はzi>Zieのいずれかを満たす場合(有効ボクセル領域Vr外)
S000=0
2)上記1)の条件を満たさない場合において、xi+1>Xie、yi+1>Yie、又はzi+1>Zieのいずれかを満たす場合(中央ボクセルのマスク値を設定)
S000=Mask(xi、yi、zi)
3)上記1)2)の条件を満たさない場合(8近傍ボクセルのマスク値を設定)
S000=Mask(xi、yi、zi)
S100=Mask(xi+1、yi、zi)
S010=Mask(xi、yi+1、zi)
S110=Mask(xi+1、yi+1、zi)
S001=Mask(xi、yi、zi+1)
S101=Mask(xi+1、yi、zi+1)
S011=Mask(xi、yi+1、zi+1)
S111=Mask(xi+1、yi+1、zi+1)
1)xi<Xis、xi>Xie、yi<Yis、yi>Yie、zi<Zis、又はzi>Zieのいずれかを満たす場合(有効ボクセル領域Vr外)
Vs=-32769
2)上記1)の条件を満たさず、S000=0の場合(無効値)
Vs=-99999
3)上記1)2)を満たさない場合において、
xi+1>Xie、yi+1>Yie、またはzi+1>Zieのいずれかを満たすか、或いはS000、S100、S010、S110、S001、S101、S011、S111のいずれかが0の場合(補間しない)
Vs=D000
4)上記1)2)3)の条件を満たさない場合(補間する)
Vs=(1-wz)(1-wy)(1-wx)・D000+(1-wz)(1-wy)・wx・D100+(1-wz)・wy・(1-wx)・D010+(1-wz)・wy・wx・D110+wz・(1-wy)(1-wx)・D001+wz・(1-wy)・wx・D100+wz・wy・(1-wx)・D011+wz・wy・wx・D111
ImageMIP‘(x、y)<0の場合、ImageMIP‘(x、y)=0とする。
ImageMIP‘(x、y)>255の場合、ImageMIP‘(x、y)=255とする。
次に、図41、図42を参照しながら、MPR画像を生成する処理を説明する。
Do(x、y、z)=(Do(x、y、z)-Lmin)・255/(Lmax-Lmin)
Do(x、y、z)<0の場合、Do(x、y、z)=0とする。
Do(x、y、z)>255の場合、Do(x、y、z)=255とする。
最後に、本開示の3次元再構成像生成装置2により生成された3次元再構成像(ボリュームレンダリング画像、MIP画像、MPR画像)の表示例を示す。
図43(a)は正面から観察したボリュームレンダリング画像であり、図43(b)は左側面から観察したボリュームレンダリング画像である。
肋骨、胸骨を含む全ての骨領域が十分に除去され、肺・心臓・血管・肝臓・腎臓などの診断上重要な内臓領域等が鮮明に可視化されていることが分かる。
図44(a)は正面から観察したMIP画像であり、図45(b)は左側面から観察したMIP画像である。
図43のボリュームレンダリング画像と同様に、肋骨、胸骨を含む全ての骨領域が十分に除去され、肺・心臓・血管・肝臓・腎臓などの診断上重要な内臓領域等が鮮明に可視化されていることが確認できる。
特願2018-124125の方法は、ユーザが設定するオパシティカーブに補正を施すため、オパシティカーブが変更されると、CT画像の変更と同様に骨除去の形態が変わり、パラメータ調整をやり直す必要があった。また、オパシティカーブが変更されると、観察対象の臓器の不透明度に補正倍率が乗算され、ユーザの意図とは異なって臓器が半透明(不鮮明)になることがあり、このように半透明になるとレイキャスティング法では処理負担の増大につながるという問題があった。
2・・・・・・3次元再構成像生成装置
21・・・・・画像取得部
22・・・・・描画重みテーブル作成部
23・・・・・マスクデータ生成部
24・・・・・クリッピング領域設定部
25・・・・・有効ボクセル領域算出部
26・・・・・3次元再構成像生成部
27・・・・・3次元再構成像表示部
31・・・・・被写体領域算出部
32・・・・・被写体領域補正部
33・・・・・被写体形状算出部
34・・・・・重み値算出部
41・・・・・矩形領域(第1の矩形領域)
42・・・・・矩形領域(第2の矩形領域)
50・・・・・被写体候補領域
51・・・・・ボリュームレンダリング画像生成部
52・・・・・MIP画像生成部
53・・・・・MPR画像生成部
510・・・・カラーマップ設定部
Claims (23)
- 複数の断層画像を取得する画像取得手段と、
断層画像毎に、各画素の信号値に基づいて被写体領域を算出する被写体領域算出手段と、
断層画像毎に、算出された被写体領域の外郭を所定の幾何形状で近似し、当該幾何形状のパラメータを算出する被写体形状算出手段と、
断層画像毎に、前記幾何形状のパラメータに基づいて断層画像の各画素を描画対象とする重み値を算出する重み値算出手段と、
断層画像毎に、断層画像の各画素に対して重み値算出手段により算出された重み値を所定の閾値で二値化したマスク値を算出し、各画素に対するマスク値を保持するマスクデータを生成するマスクデータ生成手段と、
を備えるマスク生成装置。 - 前記重み値算出手段は、前記重み値を、前記幾何形状の中心が最大となり、前記幾何形状の外部が最小となり、前記幾何形状の内部は前記中心から遠ざかるにつれ小さくなるように算出する、
請求項1に記載のマスク生成装置。 - 前記重み値算出手段は、断層画像のスライス位置が中央から末端に位置するほど当該断層画像に対応する前記重み値が小さくなるように補正する、
請求項1に記載のマスク生成装置。 - 前記マスクデータ生成手段は、断層画像毎に、前記重み値により重み付けされた各画素の信号値を所定の閾値で二値化したマスク値を算出し、各画素のマスク値を保持するマスクデータを生成する、
請求項1に記載のマスク生成装置。 - 複数の断層画像を取得する画像取得手段と、
断層画像毎に、各画素の信号値に基づいて被写体領域を算出する被写体領域算出手段と、
断層画像毎に、算出された被写体領域の外郭を所定の幾何形状で近似し、当該幾何形状のパラメータを算出する被写体形状算出手段と、
断層画像毎に、断層画像の各画素が前記幾何形状の内部か外部のいずれに含まれるかを定義したマスク値を算出し、各画素に対するマスク値を保持するマスクデータを生成するマスクデータ生成手段と、を備え、
前記被写体領域算出手段は、前記被写体領域として、信号値が所定の閾値より大きい画素が存在する領域の最外側を囲う矩形領域である第1の矩形領域を算出する、
マスク生成装置。 - 複数の断層画像を取得する画像取得手段と、
断層画像毎に、各画素の信号値に基づいて被写体領域を算出する被写体領域算出手段と、
断層画像毎に、算出された被写体領域の外郭を所定の幾何形状で近似し、当該幾何形状のパラメータを算出する被写体形状算出手段と、
断層画像毎に、断層画像の各画素が前記幾何形状の内部か外部のいずれに含まれるかを定義したマスク値を算出し、各画素に対するマスク値を保持するマスクデータを生成するマスクデータ生成手段と、を備え、
前記被写体領域算出手段は、前記被写体領域として、信号値が所定の閾値より大きい画素が存在する領域の最外側を囲う矩形領域である第1の矩形領域の内部に定義される第2の矩形領域を算出する、
マスク生成装置。 - 前記被写体領域算出手段は、前記第2の矩形領域の中心座標が、前記第1の矩形領域内の信号値が前記所定の閾値より大きい画素の信号値で重み付けした重心座標となるように、前記第2の矩形領域を算出する、
請求項6に記載のマスク生成装置。 - 前記被写体領域算出手段は、
前記第2の矩形領域の中心座標を起点に上下左右の4方向に前記第1の矩形領域の範囲で信号値が前記所定の閾値より大きい画素の信号値で重み付けした重心座標である第2重心を4箇所算出し、
算出された左方向の第2重心と右方向の第2重心に基づいて前記第2の矩形領域の横方向のサイズを算出し、
算出された上方向の第2重心と下方向の第2重心に基づいて前記第2の矩形領域の縦方向のサイズを算出する、
請求項7に記載のマスク生成装置。 - 前記被写体領域算出手段は、
前記算出した4個の第2重心を起点に更に上下左右の4方向に前記第1の矩形領域の範囲で信号値が前記所定の閾値より大きい画素の信号値で重み付けした重心座標である第3重心を4箇所算出し、
算出された左方向の第3重心と右方向の第3重心に基づいて前記第2の矩形領域の横方向のサイズを算出し、
算出された上方向の第3重心と下方向の第3重心に基づいて前記第2の矩形領域の縦方向のサイズを算出する、
請求項8に記載のマスク生成装置。 - 前記被写体領域算出手段は、
算出された左方向の第2重心または第3重心から前記第2の矩形領域の中心座標までの距離である第1の横方向サイズを算出し、
算出された右方向の第2重心または第3重心から前記第2の矩形領域の中心座標までの距離である第2の横方向サイズを算出し、
算出された上方向の第2重心または第3重心から前記第2の矩形領域の中心座標までの距離である第1の縦方向サイズを算出し、
算出された下方向の第2重心または第3重心から前記第2の矩形領域の中心座標までの距離である第2の縦方向サイズを算出する、
請求項8または請求項9に記載のマスク生成装置。 - 前記断層画像毎に、前記幾何形状のパラメータに基づいて断層画像の各画素を描画対象とする重み値を算出する重み値算出手段と、を更に備え、
前記マスクデータ生成手段は、前記断層画像毎に、各画素に対して重み値算出手段により算出された重み値を所定の閾値で二値化したマスク値を算出し、各画素に対するマスク値を保持するマスクデータを生成し、
前記幾何形状は、中心座標、横方向のサイズ、および縦方向のサイズによって規定される幾何形状であり、
前記被写体形状算出手段は、
前記幾何形状の中心座標として、前記第1または前記第2の矩形領域の中心座標を算出し、
前記幾何形状の横方向のサイズとして、前記第1または前記第2の矩形領域の横方向のサイズを算出し、
前記幾何形状の縦方向のサイズとして、前記第1または前記第2の矩形領域の縦方向のサイズを算出し、
前記重み値算出手段は、算出した前記幾何形状の中心座標、横方向のサイズ、および縦方向のサイズに基づいて、前記重み値を算出する、
請求項5から請求項9のいずれかに記載のマスク生成装置。 - 前記被写体形状算出手段は、算出した前記幾何形状の横方向のサイズおよび縦方向のサイズに所定の横方向のサイズに対する倍率および縦方向のサイズに対する倍率を乗算して前記横方向のサイズおよび前記縦方向のサイズを補正する、
請求項11に記載のマスク生成装置。 - 前記断層画像毎に、前記幾何形状のパラメータに基づいて断層画像の各画素を描画対象とする重み値を算出する重み値算出手段と、を更に備え、
前記マスクデータ生成手段は、前記断層画像毎に、各画素に対して重み値算出手段により算出された重み値を所定の閾値で二値化したマスク値を算出し、各画素に対するマスク値を保持するマスクデータを生成し、
前記幾何形状は、中心座標、中心座標から左端までの距離である第1の横方向のサイズ、中心座標から右端までの距離である第2の横方向のサイズ、中心座標から上端までの距離である第1の縦方向のサイズ、および中心座標から下端までの距離である第2の縦方向のサイズによって規定される幾何形状であり、
前記被写体形状算出手段は、
前記幾何形状の中心座標として、前記第2の矩形領域の中心座標を算出し、
前記幾何形状の第1の横方向のサイズとして、前記第2の矩形領域の第1の横方向のサイズを算出し、
前記幾何形状の第2の横方向のサイズとして、前記第2の矩形領域の第2の横方向のサイズを算出し、
前記幾何形状の第1の縦方向のサイズとして、前記第2の矩形領域の第1の縦方向のサイズを算出し、
前記幾何形状の第2の縦方向のサイズとして、前記第2の矩形領域の第2の縦方向のサイズを算出し、
前記重み値算出手段は、算出した前記幾何形状の中心座標、第1の横方向サイズ、第2の横方向サイズ、第1の縦方向サイズ、および第2の縦方向サイズに基づいて、前記重み値を算出する、
請求項10に記載のマスク生成装置。 - 前記被写体形状算出手段は、
算出した前記幾何形状の第1の横方向のサイズおよび第2の横方向のサイズに互いに異なる横方向のサイズに対する倍率を乗算して前記第1の横方向のサイズおよび前記第2の横方向のサイズを補正し、
算出した前記幾何形状の第1の縦方向のサイズおよび第2の縦方向のサイズに互いに異なる縦方向のサイズに対する倍率を乗算して前記第1の縦方向のサイズおよび前記第2の縦方向のサイズを補正する、
請求項13に記載のマスク生成装置。 - 複数の断層画像を取得する画像取得手段と、
断層画像毎に、各画素の信号値に基づいて被写体領域を算出する被写体領域算出手段と、
断層画像毎に、算出された被写体領域の外郭を所定の幾何形状で近似し、当該幾何形状のパラメータを算出する被写体形状算出手段と、
断層画像毎に、断層画像の各画素が前記幾何形状の内部か外部のいずれに含まれるかを定義したマスク値を算出し、各画素に対するマスク値を保持するマスクデータを生成するマスクデータ生成手段と、
断層画像毎に、前記被写体領域算出手段により算出された被写体領域の縦方向のサイズと横方向のサイズの比率に応じた補正方法により該被写体領域を補正する被写体領域補正手段と、
を備えるマスク生成装置。 - 前記被写体領域算出手段は、前記被写体領域として、信号値が所定の閾値より大きい画素が存在する領域の最外側を囲う矩形領域である第1の矩形領域の内部に定義される第2の矩形領域を算出し、
前記被写体領域補正手段は、前記被写体領域算出手段により算出された前記第2の矩形領域の縦方向のサイズを横方向のサイズで除算した縦横比率を算出し、
算出された前記縦横比率が所定の閾値より小さい場合、前記被写体領域算出手段により算出された前記第2の矩形領域の横方向のサイズおよび縦方向のサイズの各々に前記縦横比率を乗算して補正し、
算出された前記縦横比率が前記所定の閾値以上の場合、前記第1の矩形領域の内部で信号値が前記所定の閾値より大きい画素の個数を前記第2の矩形領域の面積で除算した面積比率を算出し、前記被写体領域算出手段により算出された前記第2の矩形領域の横方向のサイズおよび縦方向のサイズの各々に前記面積比率を乗算して補正する、
請求項15に記載のマスク生成装置。 - 前記被写体領域算出手段は、前記被写体領域として、信号値が所定の閾値より大きい画素が存在する領域の最外側を囲う矩形領域である第1の矩形領域の内部に定義される第2の矩形領域を算出し、
前記被写体領域算出手段は、前記第2の矩形領域の中心座標が、前記第1の矩形領域内の信号値が前記所定の閾値より大きい画素の信号値で重み付けした重心座標となるように、前記第2の矩形領域を算出し、
前記被写体領域算出手段は、
前記第2の矩形領域の中心座標を起点に上下左右の4方向に前記第1の矩形領域の範囲で信号値が前記所定の閾値より大きい画素の信号値で重み付けした重心座標である第2重心を4箇所算出し、
算出された左方向の第2重心と右方向の第2重心に基づいて前記第2の矩形領域の横方向のサイズを算出し、
算出された上方向の第2重心と下方向の第2重心に基づいて前記第2の矩形領域の縦方向のサイズを算出し、
前記被写体領域算出手段は、
前記算出した4個の第2重心を起点に更に上下左右の4方向に前記第1の矩形領域の範囲で信号値が前記所定の閾値より大きい画素の信号値で重み付けした重心座標である第3重心を4箇所算出し、
算出された左方向の第3重心と右方向の第3重心に基づいて前記第2の矩形領域の横方向のサイズを算出し、
算出された上方向の第3重心と下方向の第3重心に基づいて前記第2の矩形領域の縦方向のサイズを算出し、
前記被写体領域算出手段は、
算出された左方向の第2重心または第3重心から前記第2の矩形領域の中心座標までの距離である第1の横方向サイズを算出し、
算出された右方向の第2重心または第3重心から前記第2の矩形領域の中心座標までの距離である第2の横方向サイズを算出し、
算出された上方向の第2重心または第3重心から前記第2の矩形領域の中心座標までの距離である第1の縦方向サイズを算出し、
算出された下方向の第2重心または第3重心から前記第2の矩形領域の中心座標までの距離である第2の縦方向サイズを算出し、
前記被写体領域補正手段は、前記被写体領域算出手段により算出された前記第2の矩形領域の縦方向のサイズを横方向のサイズで除算した縦横比率を算出し、
算出された前記縦横比率が所定の閾値より小さい場合、前記被写体形状算出手段により算出された前記第2の矩形領域の第1の横方向のサイズ、第2の横方向のサイズ、第1の縦方向のサイズ、および第2の縦方向のサイズの各々に前記縦横比率を乗算して補正し、
算出された前記縦横比率が前記所定の閾値以上の場合、前記第1の矩形領域の内部で信号値が前記所定の閾値より大きい画素の個数を前記第2の矩形領域の面積で除算した面積比率を算出し、前記被写体領域算出手段により算出された前記第2の矩形領域の第1の横方向のサイズ、第2の横方向のサイズ、第1の縦方向のサイズ、および第2の縦方向のサイズの各々に前記面積比率を乗算して補正する、
請求項15に記載のマスク生成装置。 - 複数の断層画像を取得する画像取得手段と、
断層画像毎に、各画素の信号値に基づいて被写体領域を算出する被写体領域算出手段と、
断層画像毎に、算出された被写体領域の外郭を所定の幾何形状で近似し、当該幾何形状のパラメータを算出する被写体形状算出手段と、
断層画像毎に、前記幾何形状のパラメータに基づいて断層画像の各画素を描画対象とする重み値を算出する重み値算出手段と、
断層画像毎に、断層画像の各画素に対して重み値算出手段により算出された重み値を所定の閾値で二値化したマスク値を算出し、各画素に対するマスク値を保持するマスクデータを生成するマスクデータ生成手段と、
前記断層画像の各画素をボクセル空間に配置して構成される3次元ボクセルと前記マスクデータに基づいて3次元再構成像を生成する3次元再構成像生成手段と、
を備える3次元再構成像生成装置。 - 前記3次元再構成像生成手段は、前記マスクデータに基づいて各ボクセルの不透明度を計算に用いるか否かを設定する、
請求項18に記載の3次元再構成像生成装置。 - 前記3次元再構成像生成手段は、前記マスクデータに基づいて各ボクセルの信号値を計算に用いるか否かを設定する、
請求項18に記載の3次元再構成像生成装置。 - 前記3次元再構成像生成手段は、前記3次元再構成像として、前記断層画像に基づいて生成された3次元再構成像に前記マスクデータに基づいて生成されたマスク画像を合成した画像を生成する、
請求項18に記載の3次元再構成像生成装置。 - コンピュータが、
複数の断層画像を取得する画像取得ステップと、
断層画像毎に、各画素の信号値に基づいて被写体領域を算出する被写体領域算出ステップと、
断層画像毎に、算出された被写体領域の外郭を所定の幾何形状で近似し、当該幾何形状のパラメータを算出する被写体形状算出ステップと、
断層画像毎に、前記幾何形状のパラメータに基づいて断層画像の各画素を描画対象とする重み値を算出する重み値算出ステップと、
断層画像毎に、断層画像の各画素に対して重み値算出ステップにより算出された重み値を所定の閾値で二値化したマスク値を算出し、各画素に対するマスク値を保持するマスクデータを生成するマスクデータ生成ステップと、
を実行するマスク生成方法。 - コンピュータを、
複数の断層画像を取得する画像取得手段、
断層画像毎に、各画素の信号値に基づいて被写体領域を算出する被写体領域算出手段、
断層画像毎に、算出された被写体領域の外郭を所定の幾何形状で近似し、当該幾何形状のパラメータを算出する被写体形状算出手段、
断層画像毎に、前記幾何形状のパラメータに基づいて断層画像の各画素を描画対象とする重み値を算出する重み値算出手段、
断層画像毎に、断層画像の各画素に対して重み値算出手段により算出された重み値を所定の閾値で二値化したマスク値を算出し、各画素に対するマスク値を保持するマスクデータを生成するマスクデータ生成手段、
として機能させるプログラム。
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